本發明涉及一種分級進行隔減震耗能的復合型隔減震器，屬于建筑物或大型構筑物防震減震設備制造的技術領域。
背景技術：
在建筑物結構采用振動控制減輕地震災害等方面的研究越來越多，結構振動控制技術是指在結構中安裝隔振或減振構件，當結構因外界激勵而發生振動時，隔減振元件隔離或耗散振動能量，以保護主體結構不受損壞。
彈簧減震器工作溫域較寬，受環境影響較小，同時能提供較大的初始剛度和出力，可對結構位移進行限制；在較大變形及載荷作用下發生彈性變形，具有較好的滯回耗能能力。
而粘彈性阻尼器是最為常見和最受關注的減震裝置之一，在較小相對變形下就可達到較好的振動控制效果。但粘彈性阻尼器的耗能性能受環境溫度和激勵頻率影響，同時在要求較大阻尼力時往往需要很大的尺寸，加工時需要較大模具和硫化機，硫化時中心溫度不易控制，這嚴重約束了其大面積工程應用。
因此，如果能充分利用粘彈性阻尼器和彈簧減震器各自的優點，選用合理的構造形式，便可以得到一種性能更加優良的隔減震裝置。
技術實現要素：
技術問題：本發明要解決的問題是提供一種分級隔減震器，充分利用粘彈性阻尼器和彈簧減震器各自的優點，具有較好的寬幅適用性和優良的工作性能。
技術方案：為解決上述技術問題，本發明的分級隔減震器所采用的技術方案為：
該隔減震器包括承壓鋼板、底座鋼板、中層鋼筒、外層鋼筒、內層鋼筒、粘彈性材料、中間壓簧、外壓簧；在承壓鋼板的下面連接有中層鋼筒，在底座鋼板的上面連接有內層鋼筒和外層鋼筒，內層鋼筒位于底座鋼板的中間，外層鋼筒位于內層鋼筒的外面，中層鋼筒位于內層鋼筒和外層鋼筒之間，在中層鋼筒與于內層鋼筒之間以及中層鋼筒與外層鋼筒之間設有粘彈性材料；在外層鋼筒的外周設有外壓簧，外壓簧的上部與承壓鋼板連接，外壓簧的下部與底座鋼板連接；在外層鋼筒上方的承壓鋼板下面連接有中間壓簧。
所述的中間壓簧的上部與承壓鋼板連接，中間壓簧的下部與外層鋼筒的上部之間留有一定的距離a1。
所述的中層鋼筒的下方還設有內壓簧，內壓簧的下部固定在底座鋼板上，內壓簧的上部與中層鋼筒的下部之間留有一定的距離a2。
所述的內層鋼筒的上方還設有中心壓簧，中心壓簧的上部與承壓鋼板的下部連接，中心壓簧的下部與內層鋼筒的上部之間留有一定的距離a3。
所述的內壓簧的上部與中層鋼筒的下部之間的距離a2、中間壓簧的下部與外層鋼筒的上部之間的距離a1、中心壓簧的下部與內層鋼筒的上部之間的距離a3都不相等，三者的距離比為a1：a2：a3＝1：(1.1-1.5)：(1.6-2)。
所述的粘彈性材料與中層鋼筒、外層鋼筒、內層鋼筒高溫高壓硫化粘結成整體，組成粘彈性阻尼器，具有豎向振動下剪切耗能。
有益效果：本發明裝置將金屬耗能裝置和粘彈性阻尼器很好的結合起來，小震或者小風的情況下，外壓簧工作，且中層鋼筒、外層鋼筒、內層鋼筒相互錯動，粘彈性材料發生剪切變形耗散能量；隨著激勵增大，結構振幅逐步增加到一定程度時，結構向下運動與中心壓簧接觸，外壓簧與中心壓簧共同工作，剛度增加，變形和損傷受到抑制；大震或者強風等條件下，結構變形較大，內壓簧、外壓簧與中心壓簧共同工作，且粘彈性阻尼器共同作用，對上鋼板的豎向運動進行進一步限制；特大震或者特強風等條件下，結構變形特大，內壓簧、中間壓簧、外壓簧與中心壓簧共同工作，且粘彈性阻尼器共同作用，對上鋼板的豎向運動進行進一步限制，使粘彈性材料得到一定的保護，壓簧能夠在較大的溫度區間內工作；在各種振動環境下均具有較好的隔減振效果。
附圖說明
圖1為本發明的剖面結構示意圖。
圖中有：承壓鋼板1、底座鋼板2、中層鋼筒3、外層鋼筒4、內層鋼筒5、粘彈性材料6、內壓簧7-1、中間壓簧7-2、外壓簧7-3、中心壓簧7-4。
具體實施方式
下面結合附圖和實施例，對本發明的技術方案進行詳細說明。
如圖1所示，本發明的一種分級隔減震器為對稱結構，包括粘彈性阻尼器和金屬耗能裝置，主要構造包括承壓鋼板1、底座鋼板2、中層鋼筒3、外層鋼筒4、內層鋼筒5、粘彈性材料6、內壓簧7-1、中間壓簧7-2、外壓簧7-3、中心壓簧7-4。
其中：承壓鋼板1、底座鋼板2為平面鋼板，內層鋼筒5、外層鋼筒4和中層鋼筒3為空心鋼筒，其中內層鋼筒5也可為實心鋼柱；
在承壓鋼板1的下面焊接有中層鋼筒3，在底座鋼板2的上面焊接有內層鋼筒5和外層鋼筒4，內層鋼筒5位于底座鋼板2的中間，外層鋼筒4位于內層鋼筒5的外面，中層鋼筒3位于內層鋼筒5和外層鋼筒4之間，在中層鋼筒3與于內層鋼筒5之間以及中層鋼筒3與外層鋼筒4之間設有粘彈性材料6，通過粘彈性材料6高溫高壓硫化粘結成整體，具有豎向振動下剪切耗能；
在外層鋼筒4的外周設有外壓簧7-3，外壓簧7-3的上部與承壓鋼板1連接，外壓簧7-3的下部與底座鋼板2連接；在外層鋼筒4上方的承壓鋼板1下面連接有中間壓簧7-2，中間壓簧7-2的下部與外層鋼筒4的上部之間留有一定的距離a1；所述的中層鋼筒3的下方還設有內壓簧7-1，內壓簧7-1的下部固定在底座鋼板2上，內壓簧7-1的上部與中層鋼筒3的下部之間留有一定的距離a2。所述的內層鋼筒5的上方還設有中心壓簧7-4，中心壓簧7-4的上部與承壓鋼板1的下部連接，中心壓簧7-4的下部與內層鋼筒5的上部之間留有一定的距離a3。所述的內壓簧7-1的上部與中層鋼筒3的下部之間的距離a2、中間壓簧7-2的下部與外層鋼筒4的上部之間的距離a1、中心壓簧7-4的下部與內層鋼筒5的上部之間的距離a3都不相等，三者的距離比為a1：a2：a3＝1：(1.1-1.5)：(1.6-2)。其中a1一般為0.5-2cm。
本發明的耗能能力可通過選用不同種類的粘彈性材料，改變鋼筒豎向相對運動下粘彈性材料的剪切面積來調節。
鋼材和粘彈性材料的種類可根據建筑鋼材規范和高分子材料手冊選取。利用粘彈性材料的剪切變形耗散能量，豎向激勵下，中層鋼筒3、外層鋼筒4、內層鋼筒5相互錯動引起與之硫化固結的粘彈性材料剪切耗能。利用外圍和中間的金屬彈簧的豎向塑性變形耗散能量，低碳鋼具有優良的變形和恢復能力，在塑性狀態下發生豎向彎曲屈服耗能。
由于本發明采用了分級啟動各彈簧的工作，使得該隔減震裝置可用于大小不同的地震、風振等各種不同條件下的消能減振，可與梁、斜撐、墻體或節點等結構相配合。